Oplade din bærbare computer på et minut? Superkondensatorer kan hjælpe; ny forskning giver spor

Opdagelsen er vigtig, ikke kun for lagring af energi i køretøjer og elektroniske enheder, men også for elnet, hvor fluktuerende energiefterspørgsel kræver effektiv lagring for at undgå spild i perioder med lav efterspørgsel og for at sikre hurtig forsyning under høj efterspørgsel.

Superkondensatorer, energilagringsenheder, der er afhængige af ionakkumulering i deres porer, har hurtige opladningstider og længere levetid sammenlignet med batterier.

"Den primære appel ved superkondensatorer ligger i deres hastighed," sagde Gupta. "Så hvordan kan vi gøre deres opladning og frigivelse af energi hurtigere? Ved den mere effektive bevægelse af ioner."

Deres resultater ændrer Kirchhoffs lov, som har styret strømstrømmen i elektriske kredsløb siden 1845 og er en fast bestanddel i gymnasieelevers naturvidenskabelige klasser. I modsætning til elektroner bevæger ioner sig på grund af både elektriske felter og diffusion, og forskerne fastslog, at deres bevægelser ved poreskæringspunkter er forskellige fra det, der blev beskrevet i Kirchhoffs lov.

Forud for undersøgelsen blev ionbevægelser kun beskrevet i litteraturen i én lige pore. Gennem denne forskning kan ionbevægelse i et komplekst netværk af tusindvis af indbyrdes forbundne porer simuleres og forudsiges på få minutter.

"Det er springet i arbejdet," sagde Gupta. "Vi fandt det manglende led."